Архив рубрики: ОСНОВНЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ТЕЛЕСКОПОВ

Как измерить поле зрения окуляра

Есть простой, но эффективный способ измерить поле зрения любого оптического прибора — метод «дрейфа». Для этого следует навестись на любую звезду вблизи линии небесного экватора. Затем поместить звезду на границу поля окуляра и засечь время, за которое звезда (вследствие суточного вращения Земли) пройдет всё поле зрения. Полученное число в секундах следует поделить на 4. Результатом этой операции будет размер поля зрения в минутах дуги. Например, вы получили время дрейфа звезды через все поле окуляра, равное 120 секундам. Делим 120 на 4 и получаем 30 arcmin или 0.5 градуса.

 

Не забывайте, что 1градус = 60 arcmin, поэтому если вы получаете значение больше 60 arcmin, то поле зрения составит более 1градуса . Например, 90 arcmin = 1,5градуса

В данном случае мы узнали поле зрения всей системы телескоп+окуляр (True field of view). Если вы хотите вычислить видимое поле зрения самого окуляра (Apparent field of view), то следует воспользоваться следующей формулой:

Х = Y*Г/60,

Где Г — Увеличение телескопа с данным окуляром, Y — True field of view в минутах дуги.

Система GoTo

Система GoTo представляет собой компьютеризированную монтировку, которая включает в себя базу данных небесных объектов и электроприводы по обеим осям. Подобная монтировка дает возможность заметно облегчить поиск и слежение за определенным небесными объектами. С помощью системы GoTo наблюдатель задает данные небесного объекта, и телескоп наводится на него самостоятельно. При этом слежение за объектом может производиться с лунной, звездной или солнечной скоростью.

Более совершенная версия системы включает в себя также приемник GPS, который дает возможность совершить более точную привязку к месту наблюдения. Данная функция особенно важна при астросъемке. Система автонаведения устанавливается на дорогостоящие профессиональные телескопы.

Системы компьютерного управления могут располагать различным набором функций. Кроме функции поиска и наведения отдельно стоит отметить функцию идентификации, когда телескоп, опираясь на базу небесных объектов, способен определить, на что в данный момент на наведен. Другая функция «Экскурсия» представляет собой путешествие по небесному своду с предоставлением текстовой информации о каждом небесном объекте.

Однако при использовании системы автонаведения необходимо обратить внимание также на апертуру телескопа. Дело в том, что если подобная система установлена на телескоп с малой апертурой, то многие объекты, которые включены в базу данных, могут быть просто недоступны для наблюдения с конкретным телескопом.

Итак, теперь можно подойти вплотную к вопросу о необходимости приобретения телескопа с подобной системой наведения. С одной стороны, система GoTo заметно упрощает поиск небесных объектов, поэтому ее очень часто советуют новичкам. С другой стороны, многие профессионалы заявляют, что система автонаведения «убивает» все очарование процесса наблюдения, отмечая, что лучше те же деньги потратить на телескоп с большей апертурой. Плюс к этому, если первый телескоп будет приобретен с системой автонаведения, новичок вряд ли захочет после этого научиться самостоятельно находить небесные объекты.

Однако, система GoTo может быть оказаться весьма полезной в том случае, если мы имеем дело с большими апертурами от 250 мм. В данном случае, действительно обидно тратить время на поиск объекта, когда можно уже через несколько мгновений наслаждаться наблюдением его мельчайших деталей. Всю прелесть системы автонаведения по-настоящему получится оценить при наблюдении зимой, когда тратить лишнее время на поиск объектов порой не предоставляется возможности.

Однако не расстраивайтесь, если Ваш телескоп не располагает системой GoTo. Если Вы начинаете Ваши наблюдения «с нуля», то в данном случае решением проблем поиска и наведения на объект может стать приобретение использование дополнительного электронного навигатора или планетария, который оснащен системой GPS и базой объектов. Такое устройство наводится на определенную точку на небе и выводит информацию об объекте.

Автор статьи:
Галетич Юлия

Рефрактор

Рефрактором (или линзовым телескопом) называют оптический телескоп, который использует для фокусировки света одну или несколько линз. Таким образом, главным принципом работы данного оптического прибора становится явление преломления.

В отличие от зеркал, использующихся в рефлекторах, в рефракторах линзы изначально зафиксированы в своем положении производителем, поэтому они не нуждаются в дополнительной юстировке. Кроме того, в конструкцию данных телескопов не входит центральное экранирование, которое в рефлекторах влечет за собой уменьшение контрастности изображение (из-за уменьшения количества поступающего света). Наконец, закрытая труба рефрактора (в отличие от трубы рефлектора) защищает линзы от пыли и влаги.

Главным недостатком рефрактора, пожалуй, является наличие хроматической аберрации (наличие цветных ореолов вокруг наблюдаемых объектов) из-за разности длин световых лучей, точки фокуса которых будут находиться на разном расстоянии от преломляющей линзы. Снизить хроматическую аберрацию позволяет использование дополнительных линз. Увеличение количества линз влечет за собой увеличение стоимости телескопа, поэтому качественный рефрактор, как правило, — удовольствие не из дешевых.

refractor_1

 

 

Телескоп Галилея. В конструкцию рефрактора Галилея входит одна собирающая и одна рассеивающая линза, которая выступает в качестве окуляра. В результате телескоп дает неперевернутое изображение. Это самый простой тип рефрактора, изображение в котором страдает из-за хроматической аберрации. Примером подобного рефрактора является театральный бинокль.

refractor_2

Рефрактор Кеплера. В конструкцию данного телескопа входят две собирающие линзы, в результате чего данная оптическая система дает перевернутое изображение. Достоинством данного рефрактора стало более широкое поле зрения, однако изображение по-прежнему страдает из-за сильной хроматической аберрации.

refractor_3

Ахроматический рефрактор. Новая оптическая схема с ахроматическим объективом позволила значительно снизить хроматическую аберрацию. Ахроматический телескоп включает в себя собирающую и рассеивающую линзы, которые изготавливаются из стекол с разными коэффициентами преломления. Сейчас данная схема используется в большинстве любительских рефракторов. Наиболее известными схема ахроматических рефракторов являются телескопы Литтрова, Кларка, Фраунгофера.

refractor_4Апохроматический рефрактор. Данный телескоп включает в себя уже три линзы с тщательно подобранными показателями преломления. Апохроматическую оптическую систему предложил в 18 веке французский математик А. К. Клеро, который первый рассчитал параметры и радиусы кривизны линз ахроматического объектива телескопа без хроматической аберрации. Для того чтобы исправить хроматическую аберрацию у объектива стали использовать флюоритовую оптику. В 90х годах 20ого века линзы начинают изготавливать из специальных сортов стекла со сверхнизкой дисперсией, характеристики которого весьма близки к флюориту. Данная оптическая схема гарантирует почти полное избавление от хроматической аберрации, большую светосилу, и как результат, прекрасное качество изображение.

http://www.astrotime.ru/refractor.html

Строение телескопа

Любой оптический телескоп состоит из трубы, треноги или фундамента, на который устанавливается труба, монтировки с осями наведения на объект и, конечно же, непосредственно оптики – окуляра и объектива. В зависимости от оптической схемы все телескопы можно разделить на три больших группы:

  • Зеркальные телескопы (или рефлекторы), в которых в качестве светособирающих элементов используются зеркала,
  • Линзовые телескопы (или рефракторы), в которых в качестве светособирающих элементов используются линзы
  • Зеркально-линзовые телескопы (катадиоптрические), в конструкцию которых входит как зеркало, так и линза (мениск), которая используется для компенсации аберраций.

Труба телескопа. У рефракторов труба герметично закрыта, что защищает линзы от попадания на них пыли и влаги. Открытая труба рефлектора во время наблюдения наоборот приводит к появлению в системе пыли, а также к ухудшению изображения из-за воздушных потоков. Трубы телескопов также различаются по своей длине. Рефракторы обычно пугают своими внушительными габаритами, в то время как рефлекторы по сравнению с ними компакты и более удобны в транспортировке. Зеркально-линзовые телескопы также располагают короткой трубой, однако весят они значительно больше, чем рефлекторы.

Монтировка телескопа. Монтировкой называют опору телескопа, установленную обычно на треногу. Монтировка состоит из двух осей для наводки, расположенных взаимно перпендикулярно, приводов и системы отсчета углов поворота.

Выделяют монтировки двух типов: экваториальная и альт-азимутальная. Экваториальная монтировка предполагает перпендикулярное земной оси вращение одной из плоскостей телескопа, благодаря чему при наблюдении легко компенсируется суточное вращение Земли. По сравнению с аль-азимутальной, данная монтировка достаточно массивнее и дороже в цене. Альт-азимутальная монтировка имеет вертикальную и горизонтальную оси вращения, благодаря чему телескоп поворачивается как по высоте, так и по азимуту. При такой монтировке гораздо сложнее компенсируется вращение земного шара, однако, она гораздо проще, компактнее и дешевле.

Основные характеристики оптических телескопов. Основными характеристиками любого оптического телескопа являются: диаметр объектива (апертура) ифокусное расстояние объектива.

Апертура определяется диаметром линзы (в рефракторе) или главного зеркала (в рефлекторе) и исчисляется в дюймах или миллиметрах. Другими словами апертура будет равна диаметру светового пучка, который телескоп способен принять. От диаметра объектива зависит разрешающая способность телескопа, то есть значение минимального углового расстояния между объектами, различимыми в телескоп.

Фокусное расстояние объектива телескопа – это расстояние, на котором зеркало или линза объектива строит изображение бесконечно удаленного объекта. От фокусного расстояния зависит светосила телескопа (отношение фокусного расстояния к диаметру объектива), а также оптическое увеличение (отношение фокусного расстояния объектива и окуляра).

http://www.astrotime.ru/Stroenie.html

Увеличение телескопа

Увеличение телескопа рассчитывается как величина, равная отношению фокусного расстояния объектива и фокусного расстояния окуляра. Очень часто новички, которые хотят выбрать телескоп, спрашивают именно о возможном увеличении телескопа. Однако следует учитывать, что в данном случае решающую роль играет совсем другая характеристика – диаметр объектива (апертура).

Чем больше апертура, тем больше телескоп способен собрать света, тем больше его разрешающая способность, и следовательно можно применять большие увеличения. Также следует учитывать тот факт, что даже с совершенной оптикой большое увеличение вряд ли будет возможно применить в неблагоприятных погодных условиях – при непрозрачности и неустойчивости атмосферы.

Итак, как было замечено ранее, для расчета максимального и минимального полезного увеличения нам понадобятся такие характеристики телескопа как фокусное расстояние телескопа, фокусное расстояние окуляра (пишется на окуляре), апертура, а также диаметр выходного зрачка.

Диаметр выходного зрачка можно измерить самостоятельно, если днем навести телескоп на светлое небо, а за окуляром расположить полупрозрачную бумагу. Диаметр выходного зрачка в этом случае будет равен диаметру светлого пятна на бумаге.

Максимальное полезное увеличение телескопа будет равно удвоенному значению диаметра объектива. Данная величина будет сильно зависеть от состояния атмосферы. Минимальное полезное увеличение равно 0,15, умноженное на апертуру.

Равнозрачковым увеличением называют такое увеличение, когда выходной зрачок равен 6 мм (или 8 мм), то есть диаметру зрачка человека в темноте. Подобное увеличение используется для наблюдения объектов deep sky и комет. Следует отметить, что увеличение, которое меньше равнозрачкового уже не является полезным, так как в этом случае часть света в глаз не попадает. Другими словами, равнозрачковое увеличение – это минимальное полезное увеличение.

Следует учитывать, что чем больше увеличение телескопа, тем сильнее проявляются различные дифракционные явления. То есть большие увеличения не всегда эффективны, так как значительно ухудшают видимость. Подобное увеличение обычно используется для наблюдения деталей дисков планет и Луны, а также при наблюдении двойных звезд.

Также необходимо помнить, что с увеличением непосредственно связано поле зрения телескопа: чем больше увеличение, тем поле зрения меньше. Это заметно усложняет процесс поиска объектов на небе, а также делает невозможным наблюдение крупных объектов deep sky, которые попросту «не влезают» в поле зрения. Поле зрения рассчитывается следующим образом: поле зрения окуляра, выраженное в градусах, делится на увеличение телескопа.

Увеличение телескопа выражается в кратах (например 50х, 100х и так далее). При выборе телескопа и расчете максимального полезного увеличения нужно иметь в виду, что в средних широтах из-за особенностей состояния атмосферы в любом случае невозможно эффективно применять увеличения более 200х.

Видео: наблюдение небесных объектов с разным увеличением.

Автор статьи: Галетич Юлия

http://www.astrotime.ru/scale.html

Фокусное расстояние

Фокусное расстояние, как и апертура, является одной из основных характеристик оптического телескопа. Фокусное расстояние – это расстояние, на котором зеркало или линза объектива строит изображение бесконечно удаленного объекта. Фокусное расстояние будет определять длину трубы телескопа, а также другие характеристики прибора.

focus_1От фокусного расстояния зависит светосила телескопа, а также оптическое увеличение. Светосила телескопа рассчитывается как отношение фокусного расстояния к диаметру объектива и записывается в виде 1:5, 1:7 и т д. Обратной величиной к светосиле является относительное отверстие (отношение фокусного расстояния к апертуре); данная характеристика записывается в виде f/5, f/7 и т д (больше используется в англоязычной литературе). Здесь действует прямая зависимость: чем больше относительное отверстие, тем выше светосила. Большая светосила является существенной при астросъемке, так как позволяет использовать более короткие выдержки при фотографировании. Также телескопа с большой светосилой отличаются компактностью (за счет более короткого фокуса). Светосильные телескопы максимально эффективны при наблюдении с малыми увеличениями. Однако следует иметь в виду, что чем выше светосила телескопа, тем больше телескоп подвержен всяческим оптическим аберрациям.

Что касается оптического увеличения, то данная характеристика выражает отношение фокусного расстояния объектива и окуляра. Максимальное полезное увеличение рассчитывается как удвоенное значение апертуры. Минимальное полезное увеличение равно 0,15, умноженное на апертуру. Таким образом, для рефрактора с апертурой 60 мм диапазон увеличений составит от 10 до 120 крат. Здесь следует учитывать тот факт, что на увеличение телескопа на практике будет влиять внешний фактор, а именно, состояние атмосферы Земли.

Кроме того, фокусное расстояние определяет также другие характеристики телескопа, например, его поле зрения. Поле зрения телескопа рассчитывается следующим образом: поле зрения окуляра необходимо поделить на увеличение телескопа с данным окуляром. Чем меньше увеличение, тем больше поле зрения телескопа.

На что нужно обратить внимание при выборе телескопа? Следует помнить, что при увеличении фокусного расстояния возрастает увеличение телескопа, но в то же время уменьшается его поле зрения. Также стоит обратить внимание на тот факт, что на короткофокусных телескопах гораздо сложнее получить большое увеличение. Итак, что касается светосилы, то делайте выбор в пользу большей светосилы, если Вы намерены заниматься астрофотографией или работать с малыми увеличениями. Также большая светосила гарантирует компактность прибора, что достаточно важно при его транспортировке. Относительно увеличения, то выбирайте телескоп, исходя из принципа: сильные увеличения лучше всего применять при наблюдении планет и Луны (когда следует рассмотреть мелкие детали), а слабые для объектов deep sky (звездные скопления, туманности, галактики). С увеличением телескопа тесно связана другая характеристика – поле зрения телескопа. Для наблюдения крупных объектов deep sky необходимо большое поле зрения (другими словами, небольшое увеличение).

И последнее. Помните, что слишком длиннофокусный телескоп не позволит получить равнозрачковое увеличение (выходной зрачок равен 6 мм, то есть диаметру зрачка человека в темноте). Выходной зрачок рассчитывается как отношение диаметра телескопа и увеличения. Равнозрачковое увеличение особенно важно при наблюдении объектов deep sky. Другими словами, равнозрачковое увеличение – это минимальное полезное увеличение, которое позволяет добиться максимального поля зрения и облегчает поиск объектов deep sky и комет.

Автор статьи: Галетич Юлия

http://www.astrotime.ru/focus.html

Апертура

Основными характеристиками, на которые нужно обратить внимание при выборе оптического телескопа, это его апертура (диаметр его объектива) и фокусное расстояние объектива. Выражается диаметр объектива (D) в миллиметрах.

С апертурой непосредственно связана другая характеристика телескопа – разрешающая способность, — то есть способность телескопа разделять близко расположенные объекты (например, двойные звезды или мелкие образования на дисках планет). Приблизительное значение разрешающей способности (r) рассчитывается следующим образом: 140/D. Выражается характеристика в угловых секундах. Следует иметь в виду, что разрешающая способность при наблюдении ограничена не только возможностями телескопа, но и атмосферной турбулентностью.

С апертурой также связана такая характеристика как максимальное оптическое увеличение телескопа, которое рассчитывается как удвоенное значение диаметра объектива (2D). Однако здесь тоже стоит иметь в виду, что максимальное полезное увеличение будет зависеть также и от состояния атмосферы: от ее прозрачности и стабильности. Увеличение будет выражаться в кратах: например, 100 крат или 100х.

Однако, вернемся непосредственно к апертуре телескопа. Логично, что чем больше апертура, тем больше света телескоп способен собрать, и, следовательно, тем ярче будет изображение объекта и тем более слабые объекты можно будет в него рассмотреть. Поэтому многие при выборе телескопа, конечно, делают выбор на большей апертуре. Однако не всегда необходимо гнаться за телескопом с большой апертурой, так как это будет сказываться также на его размерах и весе. Так что если Вы планируете выезжать с телескопом на природу, или же в вашей квартире недостаточно места, чтобы разместить громоздкий телескоп, то делайте выбор в пользу средних апертур. Также Вы должны изначально определиться, что конкретно Вы ждете от телескопа, другими словами, какие объекты Вы планируете наблюдать.

Рефрактор с апертурой 60 мм. Рефлектор с апертурой 70 мм. С помощью подобного телескопа можно наблюдать двойные звезды (расстояние между ними более 2 секунд), пятна на Солнце (не забудьте, что Солнце можно наблюдать только со специальным фильтром!), лунные кратеры (диаметром 8 км), полярные шапки на Марсе, Большое Красное Пятно Юпитера, крупнейшие спутники Юпитера, кольца Сатурна, Уран и Нептун (в виде звезд), крупные шаровые скопления, яркие туманности, все объекты Месье.

Рефрактор с апертурой 80 мм, рефлектор с апертурой 100 мм, зеркально-линзовый телескоп с апертурой 90 мм. Для таких телескопов становятся доступными для наблюдения следующие объекты: двойные звезды (расстояние 1,5 секунд), факельные поля на Солнце, фазы Меркурия, более мелкие лунные кратеры (диаметром 5 км), моря и полярные шапки на Марке, Большое Красное Пятно Юпитера более отчетливо, тени от спутников на диске Юпитера, Щель Кассини в кольцах Сатурна, крупнейшие спутники Сатурна, Уран и Нептун без деталей, множество шаровых скоплений, планетарных и диффузных туманностей, объекты из каталога Месье и NGC (наиболее яркие).

Рефрактор с апертурой 100, рефлектор с апертурой 130, зеркально-линзовый телескоп с апертурой 130. Данные телескопы позволяют разглядеть двойные звезды (расстояние от 1 секунды), мелкие лунные кратеры (3 км), более мелкие детали на диске Марса, детали поясов Юпитера, облачные пояса Сатурна, астероиды и кометы, множество объектов deep sky (например, спиральную структуру ярких галактик).

Рефрактор с апертурой 150 мм, рефлектор с апертурой 175, зеркально-линзовый телескоп с апертурой 175. Эти телескопы можно отнести к достаточно мощным оптическим инструментам, с помощью которых помимо всего прочего можно разглядеть двойные звезды (расстояние менее секунды), кратеры на Луне с диаметром менее 2 км, пылевые бури на Марсе, спицы в кольцах Сатурна, Галилеевы спутники, подробное строение туманностей и галактик.

Рефрактор с апертурой от 200 мм, рефлектор и зеркально-линзовый телескоп с апертурой от 250 мм. Подобный наиболее мощный телескоп дает возможность разглядеть двойные звезды с расстояние менее 0,5 секунды, лунные образование размером менее 1,5 км, спутники Марса, диск Титана, спутник Нептуна, Плутон, тысячи объектов deep sky, все объекты каталога NGC.

Автор статьи: Галетич Юлия

Ресурс: http://www.astrotime.ru/apertura.html